EP0504459B1 - Vernebler insbesondere zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie - Google Patents

Vernebler insbesondere zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie Download PDF

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EP0504459B1
EP0504459B1 EP91104439A EP91104439A EP0504459B1 EP 0504459 B1 EP0504459 B1 EP 0504459B1 EP 91104439 A EP91104439 A EP 91104439A EP 91104439 A EP91104439 A EP 91104439A EP 0504459 B1 EP0504459 B1 EP 0504459B1
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EP
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chamber
nebulising chamber
liquid mist
inhalation
nebulising
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Martin Knoch
Stephan Brugger
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PAUL RITZAU PARI-WERK GmbH
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PAUL RITZAU PARI-WERK GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/0086—Inhalation chambers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/06—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes of the injector type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2206/00—Characteristics of a physical parameter; associated device therefor
    • A61M2206/10—Flow characteristics
    • A61M2206/16—Rotating swirling helical flow, e.g. by tangential inflows

Definitions

  • the invention relates to a nebulizer, in particular for use in devices for inhalation therapy.
  • Inhalation therapy is used not only for the treatment of respiratory diseases, but increasingly also for the administration of other medical agents.
  • the active ingredient is presented to the patient for inhalation in the form of a liquid mist with very small droplet diameters (less than 5 ⁇ m) and transported into the airways together with the air we breathe.
  • the liquid mist and with it the active ingredient are transported far into the airways by the respiratory air flow without premature deposition taking place in the mouth and throat area. Only the transport into the deep airways guarantees an effective absorption of the active substance over the surface of the lungs.
  • a temporal coordination between the inhalation process and the generation or presentation of the liquid mist is always necessary, with the aim of providing a sufficient amount of the liquid mist that can be detected for dosing during the inhalation phase.
  • the liquid mist enters the cavity of the calming chamber on one of the end faces, and an uncontrolled swirling and overall a slowdown of the liquid droplets in the jet flow occur due to the enlargement of the cross-section in the transition from the supply connection to the interior of the calming chamber.
  • the liquid mist is sucked out during the inhalation phase of the inhalation process. In such systems, however, a single breath is generally not sufficient to draw off the entire aerosol volume from the calming chamber.
  • the cavity of the calming chamber must be designed to be relatively large, so that dead spaces can arise in the uncontrolled swirling in the available volume, in which the liquid mist comes to rest completely.
  • These low-exchange areas are being atomized filled with fresh aerosol only after a long delay and is difficult to empty again during inhalation. About 3 to 5 breaths are required to completely empty it. Due to the long residence time in these areas, the droplets can be deposited on the wall of the calming chamber. The calming and homogenization of the liquid mist is therefore insufficient in such systems.
  • Another disadvantage is the large volume required, which is difficult to handle for the patient, particularly in the case of portable inhalation devices.
  • the German utility model G 89 08 273 an inhalation container made of plastic is known, which has a special shape to reduce the dimensions.
  • the elongated main body of the calming chamber which has at one end a connection piece for the supply of the liquid mist and at its other end a discharge pipe, has an overall amphora-like shape, in which a short transition area adjoins the connection piece, which has the elliptical cross section of the connection piece can be converted into a circular shape and from then on the shape of the main body is made up of continuously increasing circular cross-sections until, after reaching a large diameter, it approximates again to the size of the extraction nozzle by constantly decreasing circular cross-sections.
  • This known calming chamber thus increases continuously in the direction of the aerosol flow, starting with the diameter of the connecting piece, and decreases shortly before reaching the removal nozzle, down to its cross-section.
  • This known inhalation container made of plastic is ultimately also a very large structure, in which a homogenization and slowing down of the liquid mist with simultaneous provision of a sufficient volume is only achieved with restrictions with regard to the overall size and thus the manageability in favor of the functional purpose.
  • an inhalation vessel which has a cylindrical nebulization chamber, on the one end side of which an atomizing nozzle is provided in the center.
  • the opposite end face of the cylindrical space has a central T-piece as a connection element for the extraction nozzle, through which inhalation takes place.
  • a carotid which almost completely closes the cylindrical space upward is provided, which has an opening provided for the T-piece in the central area. In the edge region of the calotte, air flowing in from above is guided along the outer walls of the cylindrical hollow body, thereby mixing the air with the liquid mist entering from below.
  • the object of the invention is to create a nebulizer, in particular for use in devices for inhalation therapy, which, in the case of small dimensions, both calms down and homogenizes the supplied liquid mist, and provides a volume which is sufficient for the inhalation process.
  • WO 90/15635 describes a device for the fine pulverization of the particles of a medicament which is already in powder form.
  • the base body is essentially cylindrical and has a connection piece in the area of both end faces, which are arranged laterally offset to the longitudinal axis of the base body.
  • the medication is supplied in an air flow through the one connecting piece and discharged for inhalation through the other; a spiral air flow occurs in the cylinder, which causes such strong turbulence and centrifugal forces that the particles of the medication collide with one another and onto the inner wall of the cylinder and are further pulverized.
  • the vigor of the flow and particle movement and the fact that the aim is to let the medicament particles collide against the inner wall of the cavity illustrates the principle which is fundamentally different compared to the invention and which is realized in the known device.
  • the nebulizer shown according to the invention has a cylindrical nebulizing chamber 1, which has an opening 2 for the supply of a liquid mist and an opening 3 for the removal of the liquid mist.
  • the two openings 2 and 3 are provided in the lateral surface 4 of the cylindrical nebulizing chamber 1 in such a way that the connecting pieces 2 'and 3' provided at the openings 2 and 3 open tangentially into the lateral surface 4.
  • the openings 2 and 3 are laterally offset from the longitudinal axis 5, so that when the liquid mist is supplied through the opening 2 and removed through the opening 3, a spiral vortex runs around the longitudinal axis, which leads to the nebulizing chamber 1 being filled and flushed .
  • the spiral vortex ensures an even distribution and slows down the Liquid droplets and thus a homogenization of the liquid mist is achieved.
  • the arrangement of the two openings 2 and 3 ensures the formation of the spiral vortex, since the supply and the suction of the active substance aerosol take place tangentially from the cylindrical atomization chamber.
  • the opening 3 offset laterally to the longitudinal axis 5 is arranged in such a way that the spiral vortex which forms after the supply of the liquid mist has practically opened into the opening 3.
  • the liquid droplets on the path through the nebulizing space, which is lengthened by the spiral vortex have been slowed down to such an extent that an undesirably strong aerosol jet at the opening 3 is avoided.
  • the position of the openings 2 and 3 in the immediate vicinity of the end faces 6 and 7 of the cylindrical nebulizing chamber 1 ensures optimal use of the available volume of the nebulizing chamber 1 and a path length as long as possible with the same dwell time for the liquid droplets.
  • the nebulizing room 1 fills up with the formation of a spiral vortex with a small pitch, so that the liquid droplets that enter from the area of the opening 2 fill the nebulizing room 1. Because of the small pitch, there is a very long path for the liquid droplets, which corresponds to a multiple of the length of the cylindrical nebulization chamber 1. Forms during the filling process there is thus a homogeneous liquid mist from floating liquid droplets within the nebulizing chamber 1, which is completely sucked off with a single breath in the inhalation phase of the inhalation process through the opening 3 and via the connecting piece 3 '. In this case, however, the active substance aerosol can continue to be fed through the opening 2.
  • the breathing air is prevented from flowing back into the nebulization chamber 1 in a known manner, for example by means of a check valve. This avoids a hindrance to the formation of the spiral vortex, so that in the exhalation phase of the inhalation process the nebulizing space 1 is filled again with the liquid mist supplied through the opening 2 with formation of a spiral vortex with a small pitch and high droplet concentration.
  • the volume of the nebulization room 1 must be designed such that on the one hand a large part of the patient's breath volume is covered and on the other hand the entire nebulization room can be filled with highly concentrated aerosol again during the exhalation phase.
  • the aerosol with low particle concentration that is created during inhalation is displaced from the nebulization room.
  • the resulting loss of active ingredient is, however, small in comparison to conventional continuously operated nebulizer systems.
  • Nebulizers with a volume of 200 to 350 ml (adult) or 100 to 200 ml (child) have been found to be particularly suitable for practical use from the aforementioned points of view.
  • the dimensions L and D indicated in FIG. 1 are advantageously to be selected in a ratio L / D of approximately 2 to 3.
  • the volume is preferably 300 ml (adult) or 150 ml (child) and the ratio L / D is approximately 2.5.
  • the formation of the spiral vortex is further supported by the arrangement of a likewise cylindrical core part 8 in the middle of the nebulizing space 1, which extends in the longitudinal direction and whose longitudinal axis coincides with the longitudinal axis 5 of the nebulizing space 1.
  • the core part 8 can, as shown in the figure, have a constant cross-section or a changing cross-section which influences the speed of the liquid droplets. What is essential here is the function of the core part 8 that supports the formation of the spiral vortex can lead to a variety of design options.
  • An important design criterion is, for example, a quick and complete suction of the concentrated aerosol in the inhalation phase, with the aim of keeping the dwell time of the incoming liquid droplets largely constant and ensuring optimal use of the storage volume of the nebulizing space 1 available for the absorption of the liquid mist.
  • the diameter d k of the core part is advantageously chosen so that the ratio D / d k is approximately 2.5 to 3.5, preferably 3.0.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Vernebler insbesondere zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie.
  • Nicht nur zur Behandlung von Atemwegserkrankungen, sondern in zunehmendem Maße auch zur Verabreichung anderer medizinischer Wirkstoffe wird die Inhalationstherapie angewandt. Bei dieser Therapieart wird der Wirkstoff in Form eines Flüssigkeitsnebels mit sehr kleinen Tröpfchendurchmessern (unter 5 µm) dem Patienten zur Inhalation dargeboten und zusammen mit der Atemluft in die Atemwege transportiert. Für eine sichere Aufnahme des Wirkstoffes ist es erforderlich, daß der Flüssigkeitsnebel und mit ihm der Wirkstoff durch den Atemluftstrom weit in die Atemwege hinein transportiert wird, ohne daß eine vorzeitige Ablagerung im Mund- und Rachenbereich stattfindet. Erst der Transport in die tiefen Atemwege gewährleistet eine effektive Aufnahme des Wirkstoffes über die Oberfläche der Lunge. Ferner ist stets eine zeitliche Koordinierung zwischen dem Inhalationsvorgang und der Erzeugung bzw. Darbietung des Flüssigkeitsnebels erforderlich, mit dem Ziel, während der Einatmungsphase eine ausreichende und gleichzeitig für die Dosierung erfaßbare Menge des Flüssigkeitsnebels bereitzustellen.
  • Im Hinblick auf diese beiden Anforderungen ist bei der Anwendung von Dosieraerosolen bereits erkannt worden, daß ein mit dem Atemvorgang koordiniert in den Atemluftstrom eingeführter Strahl eines mit einer Zerstäubungsdüse erzeugten Flüssigkeitsnebels zu stark gebündelt in den Mund- und Rachenraum eingeführt wird, als daß der angestrebte Transport in die tiefen Atemwege hinein erreicht wird. Deshalb sind Beruhigungskammern zwischen Zerstäubungsort und Inhalationsort vorgeschlagen worden, etwa in Form eines verlängerten Mundstücks, die zu einer Verteilung und Verlangsamung des Flüssigkeitsnebels führen und eine unkoordinierte Inhalation nach erfolgter Zerstäubung ermöglichen sollen. Bei diesen im weitesten Sinne zylinderförmigen Beruhigungskammern tritt der Flüssigkeitsnebel an einer der Stirnseiten in den Hohlraum der Beruhigungskammer ein und es entsteht aufgrund der Querschnittsvergrößerung beim Übergang vom Zuführanschluß zum Innenraum der Beruhigungskammer eine unkontrollierte Verwirbelung und insgesamt eine Verlangsamung der Flüssigkeitströpfchen in der Strahlströmung. An der gegenüberliegenden Stirnseite der Beruhigungskammer wird der Flüssigkeitsnebel in der Einatmungsphase des Inhalationsvorganges abgesaugt. Jedoch genügt bei derartigen Systemen in der Regel nicht ein einzelner Atemzug, um das gesamte Aerosolvolumen aus der Beruhigungskammer abzusaugen.
  • Damit für den Inhalationsvorgang eine ausreichende Menge des Flüssigkeitsnebels bereitgehalten wird, muß der Hohlraum der Beruhigungskammer relativ groß ausgelegt werden, so daß bei der unkontrollierten Verwirbelung im zur Verfügung stehenden Volumen Toträume entstehen können, in denen der Flüssigkeitsnebel vollständig zur Ruhe kommt. Diese austauscharmen Gebiete werden bei der Zerstäubung nur mit großer zeitlicher Verzögerung mit frischem Aerosol gefüllt und bei der Inhalation nur schwer wieder entleert. Zum vollständigen Entleeren sind etwa 3 bis 5 Atemzüge erforderlich. Aufgrund der langen Verweildauer in diesen Gebieten können sich die Tröpfchen an der Wandung der Beruhigungskammer niederschlagen. Daher ist die Beruhigung und Homogenisierung des Flüssigkeitsnebels in derartigen Systemen unzureichend. Ein weiterer Nachteil liegt in dem erforderlichen großen Volumen, das für den Patienten, insbesondere bei transportablen Inhalationsgeräten, nur schwer handhabbar ist.
  • Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster G 89 08 273 ist ein Inhalationsgefäß aus Kunststoff bekannt, das zur Verringerung der Abmessungen eine spezielle Form besitzt. Der längliche Hauptkörper der Beruhigungskammer, der an seinem einen Ende einen Anschlußstutzen für die Zuführung des Flüssigkeitsnebels und an seinem anderen Ende einen Entnahmestutzen aufweist, besitzt insgesamt eine amphorenähnliche Form, in dem sich an den Anschlußstutzen ein kurzer Übergangsbereich anschließt, der den ellipsenähnlichen Querschnitt des Anschlußstutzens in eine Kreisform übergehen läßt und sich von da an die Form des Hauptkörpers aus kontinuierlich größer werdenden Kreisquerschnitten zusammensetzt, bis sie nach Erreichen eines größten Durchmessers sich wieder durch konstant abnehmende Kreisquerschnitte an die Größe des Entnahmestutzens annähert. Der Querschnitt dieser bekannten Beruhigungskammer nimmt also in Richtung des Aerosolstroms beginnend mit dem Durchmesser des Anschlußstutzens kontinuierlich zu und kurz vor Erreichen des Entnahmestutzens bis auf dessen Querschnitt hin ab. Auch bei diesem bekannten Inhalationsgefäß aus Kunststoff handelt es sich letztlich aber um ein sehr großes Gebilde, bei dem eine Homogenisierung und Verlangsamung des Flüssigkeitsnebels unter gleichzeitiger Bereitstellung eines ausreichenden Volumens nur unter Einschränkungen im Hinblick auf die Gesamtgröße und damit die Handhabbarkeit zugunsten des Funktionszwecks erreicht wird.
  • Ferner ist ein Inhalationsgefäß bekannt, das einen zylindrischen Verneblungsraum besitzt, an dessen einer Stirnseite im Mittelpunkt eine Zerstäubungsdüse vorgesehen ist. Die gegenüberliegende Stirnseite des zylindrischen Raums weist zentral ein T-Stück als Anschlußelement für den Entnahmestutzen auf, über den die Einatmung erfolgt. Um die Luftströmung im zylindrischen Raum im Hinblick auf eine Homogenisierung und Beruhigung des Flüssigkeitsnebels zu beeinflussen, ist eine den zylindrischen Raum nahezu vollständig nach oben hin verschließende Karlotte vorgesehen, die im zentralen Bereich eine für das T-Stück vorgesehene Öffnung besitzt. Im Randbereich der Kalotte wird von oben einströmende Luft an den Aussenwänden des zylindrischen Hohlkörpers entlanggeleitet und dadurch eine Durchmischung der Luft mit dem von unten eintretenden Flüssigkeitsnebel erreicht.
  • Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, einen Vernebler insbesondere zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie zu schaffen, der bei geringen Abmessungen sowohl eine Beruhigung, als auch eine Homogenisierung des zugeführten Flüssigkeitsnebels bewirkt, und ein für den Inhalationsvorgang ausreichendes Volumen bereitstellt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Vernebler mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Aus WO 90/15635 ist eine Vorrichtung zur feinen Pulverisierung der Partikel eines bereits pulverförmig vorliegenden Medikaments. Der Grundkörper ist im wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet und besitzt im Bereich beider Stirnflächen jeweils einen Anschlußstutzen, die seitlich versetzt zur Längsachse des Grundkörpers angeordnet sind. Durch den einen Anschlußstutzen wird das Medikament in einer Luftströmung zugeführt, durch den anderen zur Inhalation abgeführt; in dem Zylinder stellt sich eine spiralförmige Luftströmung ein, die derart starke Turbulenzen und Zentrifugalkräfte hervorruft, daß die Partikel des Medikaments aufeinander und auf die Innenwand des Zylinders aufprallen und weiter pulverisiert werden. Die Heftigkeit der Strömung und Teilchenbewegung und die Tatsache, daß angestrebt wird, die Medikamentpartikel gegen die Innenwand des Hohlraumes prallen zu lassen, verdeutlicht das im Vergleich zur Erfindung grundsätzlich andere Prinzip, das bei der bekannten Vorrichtung verwirklicht ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figur genauer beschrieben, die den Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verneblers zeigt.
  • Der dargestellte Vernebler gemäß der Erfindung weist einen zylinderförmigen Verneblungsraum 1 auf, der eine Öffnung 2 für die Zuführung eines Flüssigkeitsnebels und eine Öffnung 3 für die Entnahme des Flüssigkeitsnebels besitzt. Die beiden Öffnungen 2 und 3 sind in der Mantelfläche 4 des zylinderförmigen Verneblungsraumes 1 derart angebracht, daß die an den Öffnungen 2 und 3 vorgesehenen Anschlußstutzen 2' bzw. 3' tangential in die Mantelfläche 4 einmünden. Die Öffnungen 2 und 3 liegen aus diesem Grund seitlich zur Längsachse 5 versetzt, so daß sich bei Zuführung des Flüssigkeitsnebels durch die Öffnung 2 und Entnahme durch die Öffnung 3 ein um die Längsachse verlaufender Spiralwirbel ausbildet, der zu einer Füllung und Durchspülung des Verneblungsraumes 1 führt. Durch den Spiralwirbel wird dabei eine gleichmäßige Verteilung und eine Verlangsamung der Flüssigkeitströpfchen und damit eine Homogenisierung des Flüssigkeitsnebels erreicht.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Anordnung der beiden Öffnungen 2 und 3 die Ausbildung des Spiralwirbels gewährleistet, da die Zuführung und die Absaugung des Wirkstoffaerosols aus dem zylinderförmigen Verneblungsraum tangential erfolgen. Die seitlich zur Längsachse 5 versetzte Öffnung 3 ist aus diesem Grund so angeordnet, daß der sich nach der Zuführung des Flüssigkeitsnebels ausbildende Spiralwirbel praktisch in die Öffnung 3 einmündet. Jedoch sind die Flüssigkeitströpfchen auf dem durch den Spiralwirbel verlängerten Weg durch den Verneblungsraum soweit verlangsamt worden, daß ein unerwünscht starker Aerosolstrahl an der Öffnung 3 vermieden wird.
  • Die Lage der Öffnungen 2 und 3 in unmittelbarer Nähe der Stirnflächen 6 und 7 des zylinderförmigen Verneblungsraumes 1 gewährleistet eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Volumens des Verneblungsraumes 1 und eine möglichst große Weglänge mit gleicher Verweildauer für die Flüssigkeitströpfchen.
  • Wird in einen entleerten Verneblungsraum 1 ein Wirkstoffaerosol über den Anschlußstutzen 2' und die Öffnung 2 zugeführt, so füllt sich der Verneblungsraum 1 unter Ausbildung eines Spiralwirbels mit kleiner Ganghöhe, so daß die eintretenden Flüssigkeitströpfchen vom Bereich der Öffnung 2 her beginnend den Verneblungsraum 1 ausfüllen. Für die Flüssigkeitströpfchen ergibt sich aufgrund der geringen Ganghöhe ein sehr langer Weg, der einem Vielfachen der Länge des zylinderförmigen Verneblungsraumes 1 entspricht. Beim Füllvorgang bildet sich somit ein homogener Flüssigkeitsnebel aus schwebenden Flüssigkeitströpfchen innerhalb des Verneblungsraumes 1, der in der Einatmungsphase des Inhalationsvorganges durch die Öffnung 3 und über den Anschlußstutzen 3' mit einem einzigen Atemzug vollständig abgesaugt wird. Dabei kann aber kontinuierlich weiterhin durch die Öffnung 2 das Wirkstoffaerosol zugeführt werden.
  • Während des Füllvorgangs wird der Verneblungsraum 1 nur mit dem für die Zerstäubung erforderlichen Luftvolumenstrom durchströmt, so daß ein Aerosol mit hoher Tröpfchenkonzentration entsteht. Bei der Einatmung erhöht sich der durchgesetzte Volumenstrom entsprechend dem Atemzug des Patienten, so daß das nachströmende Aerosol eine deutlich geringere Konzentration aufweist. Der sich nun einstellende Spiralwirbel weist eine größere Ganghöhe auf, da die Strömung der Flüssigkeitströpfchen im Verneblungsraum 1 durch den Absaugvorgang über die Öffnung 3 beschleunigt wird. Dennoch wird eine ausreichende Verlangsamung der Flüssigkeitströpfchen erreicht, da die Weglänge aufgrund des Spiralwirbels weiterhin sehr viel größer als die einfache Länge des zylinderförmigen Verneblungsraumes 1 ist. Auch die Homogenisierung des Flüssigkeitsnebels ist bei der auch während des Absaugvorgangs erfolgenden Ausbildung des Spiralwirbels gewährleistet.
  • In der Ausatmungsphase wird ein Zurückströmen der Atemluft in den Verneblungsraum 1 auf bekannte Weise, etwa durch ein Rückschlagventil, verhindert. Dadurch wird eine Behinderung der Ausbildung des Spiralwirbels vermieden, so daß in der Ausatmungsphase des Inhalationsvorganges erneut die Füllung des Verneblungsraumes 1 mit dem durch die Öffnung 2 zugeführten Flüssigkeitsnebel unter Ausbildung eines Spiralwirbels mit kleiner Ganghöhe bei hoher Tröpfchenkonzentration einsetzt.
  • Das Volumen des Verneblungsraumes 1 muß derart ausgelegt sein, daß einerseits ein Großteil des Atemzugvolumens des Patienten abgedeckt ist, und andererseits möglichst der gesamte Verneblungsraum während der Ausatmungsphase wieder mit hoch konzentriertem Aerosol gefüllt werden kann. Dabei wird das während der Einatmung entstandene Aerosol mit niedriger Teilchenkonzentration aus dem Verneblungsraum verdrängt. Der daraus resultierende Wirkstoffverlust ist jedoch im Vergleich zu herkömmlichen kontinuierlich betriebenen Verneblersystemen gering.
  • Als besonders geeignet für den praktischen Einsatz wurden unter den zuvor erwähnten Gesichtspunkten Vernebler gefunden, die ein Volumen von 200 bis 350 ml (Erwachsener) bzw. 100 bis 200 ml (Kind) besitzen. Die in Fig. 1 angedeuteten Maße L und D sind vorteilhaft in einem Verhältnis L/D von ca. 2 bis 3 zu wählen. Vorzugsweise beträgt das Volumen 300 ml (Erwachsener) bzw. 150 ml (Kind) und das Verhältnis L/D ca. 2,5.
  • Die Ausbildung des Spiralwirbels wird weiter unterstützt durch die Anordnung eines ebenfalls zylinderförmigen Kernteils 8 in der Mitte des Verneblungsraumes 1, das sich in Längsrichtung erstreckt und dessen Längsachse mit der Längsachse 5 des Verneblungsraumes 1 zusammenfällt. Das Kernteil 8 kann dabei, wie in der Figur gezeigt, einen konstanten Querschnitt oder aber einen sich ändernden und die Geschwindigkeit der Flüssigkeitströpfchen beeinflussenden Querschnitt besitzen. Wesentlich ist dabei die die Ausbildung des Spiralwirbels unterstützende Funktion des Kernteils 8, die zu einer Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten führen kann. Wichtiges Gestaltungskriterium ist z.B. ein schnelles und vollständiges Absaugen des konzentrierten Aerosols in der Einatmungsphase, mit dem Ziel, die Verweildauer der einströmenden Flüssigkeitströpfchen weitgehend konstant zu halten und eine optimale Ausnutzung des für die Aufnahme des Flüssigkeitsnebels zur Verfügung stehenden Speichervolumens des Verneblungsraumes 1 sicherzustellen.
  • Der Durchmesser dk des Kernteils wird vorteilhaft so gewählt, daß das Verhältnis D/dk etwa 2,5 bis 3,5, vorzugsweise 3,0 beträgt. Die Durchmesser d₁ und d₂ der Anschlußstutzen 2' bzw. 3' erfüllen vorteilhaft die Bedingungen d₁/dk = 0,5 bis 1,5 und d₂/dk = 0,5 bis 1,5, vorzugsweise die Bedingung d 1 = d 2 = d k
    Figure imgb0001
    .

Claims (6)

  1. Vernebler zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie
    -- mit einem Verneblungsraum (1), der im wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet ist, dessen Größe an das Atemzugvolumen eines Patienten angepaßt ist und der eine Beruhigung des Aerosols bewirkt,
    -- mit einer ersten Anschlußöffnung (2) im Bereich der einen Stirnfläche (6) des Verneblungsraumes (1) für die Zuführung eines Flüssigkeitsnebels, die in der Mantelfläche (4) des Verneblungsraumes (1) seitlich versetzt zur Längsachse (5) des Verneblungsraumes (1) angeordnet ist,
    -- mit einer zweiten Anschlußöffnung (3) für die Entnahme des Flüssigkeitsnebels, die in der Mantelfläche (4) des Verneblungsraumes (1) und in der Nähe der anderen Stirnfläche (7) des Verneblungsraumes (1) seitlich versetzt zur Längsachse (5) des Verneblungsraumes (1) angeordnet ist, und
    -- mit einem zylinderförmigen Kernteil (8), das im Verneblungsraum (1) vorgesehen ist, das sich in Längsrichtung des Verneblungsraumes erstreckt und dessen Längsachse mit der Längsachse (5) des Verneblungsraumes (1) zusammenfällt.
  2. Vernebler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Verneblungsraum (1) ein Volumen von 100 bis 350 ml, vorzugsweise 150 bis 300 ml besitzt.
  3. Vernebler nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Länge L des Verneblungsraumes (1) zum Durchmesser D des Verneblungsraumes (1) in einem Verhältnis L/D von ca. 2 bis 3, vorzugsweise 2,5 steht.
  4. Vernebler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Durchmesser dk des Kernteils (8) zum Durchmesser D des Verneblungsraumes (1) in einem Verhältnis D/dk von ca. 2,5 bis 3,5, vorzugsweise 3,0 steht.
  5. Vernebler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zylindrische Anschlußstutzten (2', 3') an den Öffnungen (2, 3) angeordnet sind.
  6. Vernebler nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Anschlußstutzen (2', 3') Durchmesser d₁ und d₂ im Verhältnis d₁/dk bzw. d₂/dk von 0,5 bis 1,5, vorzugsweise 1 stehen.
EP91104439A 1991-03-21 1991-03-21 Vernebler insbesondere zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie Expired - Lifetime EP0504459B1 (de)

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DE59107894T DE59107894D1 (de) 1991-03-21 1991-03-21 Vernebler insbesondere zur Anwendung in Geräten für die Inhalationstherapie
US07/774,080 US5309900A (en) 1991-03-21 1991-10-09 Atomizer particularly for use in devices for inhalation therapy
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